对旋轴流风机毕业设计说明书

对旋轴流风机毕业设计说明书内容摘要：

ucc (29) 风机的理论全压系数为 : 14   tft (210) 式中 :  ——— 风机的理论全压系数。 t ——— 风机的全压系数 ,已计算得 t。 tf ——— 全压效率 ,经查表得 tf . 在轴流风机的气动计算中最佳设计参数 ~ n opt . n 则风机第 Ι 级叶轮的计算函数 r为 : )( 12 2 )n(ψct_arφ (211) 则叶轮的最小轮毂比由式 (212)得 : 11_m inrd  (212) 由于所决定的轮毂比 d =,所以在叶轮的叶片根部不会产生气流分离 . 所选轮毂比可用 . 15 第一级叶轮 叶片 环 的气流参数和空气动力负荷系数计算 第一级叶轮叶片环的气流参数计算 1 确定叶片 截面及截面半径 通常把整个叶片沿径向方向按等圆环面积原则分成 5～ 7 个计算截面 ,以便分别计算各截面的有关参数 ,从而得到各计算截面的叶片宽度及叶片安装角 .本次设计将整个叶片按等圆环面积原则分成 5 个计算截面 .[4] 各计算截面的半径可按式 (213)计算得 : 1)__)(_1)(1(2222N ddNdiDri (213) 则各计算截面的半径为 : mr 。 mr 。 mr 。 mr 。 mr  式中 : ri — — 第 i 个计算半径。 i —— 从轮毂截面算起的计算截面符号 , i。 N —— 计算截面数 ,取 5N。 D —— 叶轮直径 ,已求得 mD 。 d_ —— 叶 轮轮毂比 ,取为 d . 在所取的截面中 ,需要包括平均半径所在截面 ,因为通常所说的叶片安装角指的就是平均半径所在截面的数值 . 2 各 截面的相对半径 各计算截面的相对半径可按式 (214)计算 : 16 rrr t_ (214) r。 r。 r。 r。 r 式中 : r —— 各计算截面半径已求得。 rt —— 叶轮半径 ,由式 (22)可知 : mDrt . 3 各 截面上气流的圆周速度 602 rnu  (215) smu smu smu smu smu  式中 : r —— 各计算截面半径已求得。 n —— 电机转速 ,选取为 min2940r。 4 各 截面 上气流的扭速 气流的扭速即为叶轮人口前后的气流旋绕速度之差 .气流在进入第 Ⅰ 级叶轮时入口旋绕速度 cu1 = 文献 [4]中式 (216)计算得 : 17  tftfu upc  (216) smc u 27501 。 smc u 27502 。 smc u 27503 。 smc u 27504 。 smc u 27505  式中 : ptf —— 通风机的单级全压 ,单位 pa ,由给定设计参数可知 为 ap2750。  —— 气体密度 ,单位 mkg 3 ,对于通风机进口标准状态气体密度 mkg。 u —— 各截面上气流的的圆周速度 ,由式 (215)求得。 tf —— 风机全压效率 ,在按等环量设计时为常数 ， 取为. 第一级叶轮叶片环的空气动力计算 1 轴向绝对速度 在按等环设计时 ,沿叶高轴向的绝对速度为常数 可由式 (217)计算得 : smdDqc va )(48 .3 34)1(222_2  (217) 18 2 各 截面的平均相对速度 212 )](2[ uuam ccucw  (218) 由上式可分别求得各计算截面的平均相对速度为 : smw m ]2 [ 221 。 smw m ]2 [ 222  smw m ]2 [ 223  smw m ]2 [ 224  smw m ]2 [ 225  式中 : ac —— 轴向绝对速度 ,已求得 . u —— 各 截面上气流圆周速度 ,已求得 . uc —— 各截面上气流的扭速 . uc1 —— 各截面上气流的预旋速度 ,按等环量设计第 Ⅰ 叶轮时 01 uc . 3 各 截面的平均相对速度气流角 19 mam wcarcsin (219) 代入数值可分别求得各计算截面的平均相对速度气流角 :  rc s in1 m。  rc s in2 m。  rc s in3 m。  rc s in4 m。  rc s in5 m 4 空气动力负荷系数 muy wcc  2 (220) 各计算截面的空气动力负荷系数可由上式分别计算得 : 1 11  m uw cc。 2 22  m uw cc。 3 33  m uw cc。 4 44  m uw cc。 5 55  m uw cc 由以上计算所得各计算截面的空气动力负荷系数均未超过 ,所以按孤立翼型法设计是合适的 . 叶片几何尺寸的 确定 叶片几何尺寸计算的目的在于确定各计算截面所采用翼型的叶片宽度及叶片安装角 .整个叶片的几何尺寸 ,可以通 过计算得到的各计算截面的叶片宽度及叶片安装角光滑过渡得到 . 20 翼型的 确定 为了使本设计能更好地 达到设 计要求 ,考虑到本设计通风机所消耗的功率较大 ,为了保证通风机的效率和制造方便等条件 ,故本设计选用了轴流风机中常用的 平底机翼型叶片 .综合以上 考虑 我选择了LS翼型 .该翼型的原始翼型为英国 LS螺旋桨翼型 ,修改后多用于轴流通风机中。 [15] 该翼型的断面坐标值列于下表 (22): 表 22 LS 翼型断面坐标 距前缘点距离bx 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 上表面 坐标Cy 对于同一翼型 ,在一定范围内增加其翼型相对厚度会使翼型扩压区域的压力坡度边大 ,当翼型很厚时 ,压力坡度可以大到使叶片扩压区域中的跗面层发生分离 ,这不仅影响到通风机的压力增加 ,而且会使通风机的效率降低 .在顾及压力 ,又照顾效率的情况下 ,目前国内外轴流通风机中一般采用翼型相对厚度为 ～ 中等厚度的翼型 .翼型相对厚度可选为沿叶片高度为常数或按某种规律变化的 .当按等环量方法设计叶片时 ,叶片根部的空气动力负荷系数最大 ,可选用较大的相对翼型厚度 ,而叶片顶端则采用较小的相对翼型厚度 ,使其沿着叶片高度变化 ,这样可以减少叶片根部的叶片宽度和叶片安装角 ,制造也比较方便 .另一方面 ,为了增加叶片根部的强度 ,翼型相对厚度也要选的大一些 .综合以上考虑 ,本设计相对翼型厚度在根部和顶端分别选取为 和 ,中间各截面的相对翼型厚度可通过插值计算得到 .[8] 各计算截面的相对翼型厚度分别为 : 21 C。 C。 C。 C。 C 在轴流风机的气动计算 中 ,为使通风机获得高的全压效率 ,就必须在最小升阻比的邻近区域范围内选择翼型的升力系数 .在按等环量方法设计叶片时 ,从叶片顶端到叶片根部 ,空气动力负荷系数是逐渐增加的 .根据升阻比最小的原则选取根部和顶端的升力系数分别为 和。 [8] 3 叶片顶端和根部的叶 栅稠度 可由 文献 [8]中下 式求得 : yyCC (221)  CC。  CC 4 叶片的 总宽度 叶片根部的顶端的叶片总宽度可由式 (222)计算得到 ,而中间各计算截面的叶片总宽度可按直线规律变化通过插值计算得到 . rbZ 2 (222) 111   rbZ m。 555   rbZ m。 mbZ 。 mbZ 。 mbZ  5 各截面的叶栅稠度 由各计算截面 叶片总宽度可按下式计算各截面的叶栅稠度 : rbZ 2 (223) 22 111  rbZ。 222  rbZ。 333  rbZ。 444  rbZ。 555  rbZ 6 各截面的升力系数 可 由式 (221)计算求得 : 11  CC。 22  CC。 . 33  CC。 44  CC。 55  CC。 叶片数目的选择计算 叶轮叶片数目可用下式计算 : mm ddZ __11 (224) in Z。 a x Z 式中 : m —— 平均半径处的叶栅稠度 ,已求得 23 _d —— 轮毂比 ,由 计算 已经 确定为 m —— 平均半径处的展弦比 , m 的数值可在下述范围内选取 :当 ~ d 时 ,  m 根据国内轴流通风机设计的经验和实验数据 ,对于采用孤立翼型法设计的轴流通风机的最佳叶轮叶片数目可采用 [10]表 23 推荐的数值。 表 23 叶片数目与轮毂比之间的关系 _d Z 2～ 6 4～ 8 6～ 12 8～ 16 10～ 20 根据表 23当轮毂比为 时 20~10Z .考虑到在叶栅稠度不变的情况下 ,叶片数目的增加将会导致通风机的压力和效率降低 ,故选取第Ⅰ 级叶轮叶片数目 : 12Z . 各 计算 截面的叶片 尺寸参数 1 各 截面的叶片宽度 各计算截面的叶片宽度由下式计算得 : ZrZbZb 2 (225) mmb 。 mmb 。 mmb 。 mmb 。 mmb 915 。 2 各 截面的叶片厚度 各计算截面的叶片厚度可由 [10]查手册中 下式计算得到 : bCC _ (226) 24 mmbCC 。 mmbCC 。 mmbCC 。 mmbCC 。 mmbCC 。 各截面上的叶片安装角 各截面的叶片安装角由下式计算 :   m (227)    m。    m。    m。    m。    m。 式中 :  —— 各截面上的叶片冲角 ,可由 LS 翼型的性能曲线上查得 :   ,。